TRAPPIST-1b

TRAPPIST-1b es muy similar a la Tierra en masa, radio y gravedad. Tiene un radio de1.116 R _🜨  , una masa de1,374 M _🜨  , y aproximadamente 110% de la gravedad superficial de la Tierra. ^{[ 2 ]} Las estimaciones iniciales de la densidad del planeta sugirieron que no es completamente rocoso; con una densidad de 3,98 g/cm ³ , aproximadamente ≤5% de su masa debe ser volátil , probablemente en forma de una atmósfera espesa similar a la de Venus debido a que recibe casi cuatro veces más energía que la Tierra. ^{[ 3 ]} Sin embargo, las estimaciones de densidad más precisas muestran que el planeta es solo ligeramente menos denso que la Tierra. ^{[ 2 ]}

Suponiendo la presencia de una atmósfera, la temperatura superficial del planeta se estimó inicialmente entre 750 K (477 °C; 890 °F) y 1500 K (1230 °C; 2240 °F) , potencialmente hasta 2000 K (1730 °C; 3140 °F) . Esto es mucho más caliente que la superficie de Venus y puede ser lo suficientemente caliente como para que la superficie sea lava fundida. ^{[ 3 ]} Una observación del eclipse secundario de TRAPPIST-1b por el Telescopio Espacial James Webb, anunciada en 2023, sugiere que el planeta no tiene ninguna atmósfera significativa, con una temperatura superficial medida de aproximadamente 503 K (230 °C; 446 °F) , ^{[ 8 ] [ 9 ]} y un albedo bajo . ^{[ 5 ]} El planeta puede ser muy activo geológicamente debido a la compresión de mareas similar a la luna Io de Júpiter , que casualmente tiene un período orbital y una excentricidad similares (ver TRAPPIST-1#Resonancia y mareas para referencias).            

TRAPPIST-1b orbita muy cerca de su estrella madre. Una órbita requiere solo 36 horas, o aproximadamente 1,51 días terrestres. ^{[ 12 ]} Orbita a aproximadamente 0,0115 UA (1,72 millones de km ; 1,07 millones de mi ) de su estrella, solo el 1,2% de la distancia entre la Tierra y el Sol . ^{[ 3 ]} La proximidad a su estrella anfitriona significa que TRAPPIST-1b probablemente está en rotación síncrona . También tiene una órbita muy circular, con una excentricidad de 0,00622, significativamente más circular que la órbita de la Tierra, que tiene una excentricidad de 0,0167086.     

TRAPPIST-1b orbita la estrella enana roja ultrafría TRAPPIST-1. Tiene una masa de 0,089 M☉ y un radio de tan solo 0,121 _{R☉ ,} con una temperatura superficial de 2511 K (2238 °C; 4060 °F) y una edad comprendida entre 3 y 8 mil millones de años. El Sol, en comparación, tiene una temperatura superficial de 5778 K (5505 °C; 9941 °F) y una edad aproximada de 4500 millones de años. TRAPPIST-1 también es muy tenue, con una luminosidad de aproximadamente 0,0005 veces la del Sol. Es demasiado débil para ser vista a simple vista, con una magnitud aparente de 18,80.      

Los espectros de transmisión combinados de TRAPPIST-1 b y c descartan atmósferas dominadas por hidrógeno y libres de nubes para ambos planetas, por lo que es improbable que alberguen extensas envolturas de gas. Además, no se ha detectado emisión de helio de TRAPPIST-1b. ^{[ 13 ]} Antes de las observaciones del JWST, otras atmósferas, desde una atmósfera de vapor de agua libre de nubes hasta una atmósfera similar a la de Venus, seguían siendo consistentes con los espectros sin rasgos distintivos. ^{[ 14 ]}

En 2018, la atmósfera del planeta fue examinada con mayor detalle por el Telescopio Espacial Spitzer y se sugirió que era bastante grande y caliente, aunque no se pudo confirmar la presencia de una atmósfera. El espectro de transmisión del planeta y la estimación de densidad refinada sugirieron dos posibilidades principales para la atmósfera: una rica en dióxido de carbono o una rica en vapor de agua . La atmósfera de CO₂ más probable _tendría una altura de escala de aproximadamente 52 kilómetros (32 millas) (la de la Tierra es de 8 km [5 mi] y la de Venus de 15,9 km [9,9 mi] ) y una temperatura promedio superior a 1400 K (1130 °C; 2060 °F) , mucho mayor que la temperatura de equilibrio del planeta de 397,6 K (124,5 °C; 256,0 °F) . Una atmósfera de vapor de agua necesitaría tener una altura de escala de > 100 km (62 mi) y una temperatura > 1800 K (1530 °C; 2780 °F) para producir las variaciones observadas en las profundidades de tránsito del planeta y su espectro de transmisión, y sería vulnerable a la fotodisociación donde el CO₂ _no lo sería. Otras fuentes de los efectos observados, como la bruma y las nubes densas, requerirían una atmósfera aún mayor. TRAPPIST-1b deberá estudiarse más a fondo para confirmar su potencial atmósfera extensa. ^{[ 12 ] [ 3 ]}                 

Una observación del eclipse secundario de TRAPPIST-1b por el Telescopio Espacial James Webb , anunciada en marzo de 2023, sugirió que el planeta no tiene ninguna atmósfera significativa. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Atmósferas que contienen dióxido de carbono con presiones superficiales mayores que Se puede descartar una presión de 0,1 bar a 3 sigma , y ​​presiones mayores de 0,01 bar a 1 sigma. ^{[ 5 ]} Estudios adicionales del exoplaneta mediante espectroscopia de transmisión (eclipse primario), informados en septiembre de 2023, también confirmaron la ausencia de una atmósfera rica en hidrógeno, pero debido a la contaminación estelar no pudieron determinar la presencia o ausencia de otros tipos de atmósferas basándose únicamente en los datos de espectroscopia de transmisión. Esto no afecta los resultados previos basados ​​en espectroscopia de emisión. ^{[ 15 ] [ 16 ]}

El análisis de diez eclipses secundarios observados por el JWST, publicado en diciembre de 2024 (cinco en 12,8 μm y cinco en 15 μm), mostró una menor profundidad del eclipse en la longitud de onda más corta, lo que podría deberse a neblinas fotoquímicas en una atmósfera densa y rica _en CO₂ . La presencia de neblinas fotoquímicas en la atmósfera de TRAPPIST-1 b podría generar una inversión térmica que calienta la atmósfera superior en relación con la inferior, disminuyendo la temperatura de brillo infrarrojo a 12,8 μm. El alto flujo UV de TRAPPIST-1 b propiciaría una fotodisociación y fotoquímica eficientes. Sin embargo, no está claro si dichas neblinas pueden formarse en una atmósfera caliente, oxidada y rica _en CO₂ . Estos resultados también son compatibles con una superficie ultramáfica joven y sin atmósfera, hipótesis que los autores del artículo de 2024 favorecen ligeramente. ^{[ 6 ]}

TRAPPIST-1 b tiene un albedo bajo ^{[ 5 ]} de 0,19 ± 0,08 . ^{[ 6 ]} La emisión térmica a 12,8 μm y 15 μm se ajusta mejor a una composición superficial de roca ultramáfica (compuesta por un 60 % de olivino y un 40 % de enstatita ). La diferencia en las profundidades de eclipse entre las dos longitudes de onda indica que la superficie es geológicamente reciente (≤1000 años) y no ha sido afectada significativamente por la meteorización espacial. La presencia de roca ultramáfica reciente en TRAPPIST-1 b podría indicar un reprocesamiento cortical reciente, debido a la renovación volcánica de la superficie o a la tectónica de placas. Una combinación del calentamiento por mareas de los otros seis planetas y el calentamiento por inducción del gran campo magnético de su estrella anfitriona debería resultar en un aumento sustancial de la actividad volcánica, posiblemente haciendo que TRAPPIST-1 b sea comparable a Io con una superficie volcánica joven y sin cráteres. ^{[ 6 ]}